DE102011081883A1 - Differential structure of power train for e.g. car, has locking element that is arranged on torque portion and is engaged with parking lock gear with non-cutting sheet component - Google Patents

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Abstract

The differential structure (1) has a rotational torque portion (2) that is connected with the transmission gear. A locking element such as a pawl is arranged on torque portion and is engaged with the parking lock gear (4). The parking lock gear is formed with the non-cutting sheet component (5). The sheet component is made of iron alloy, and the torque portion is made of aluminum alloy.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Differential für ein Kraftfahrzeug, mit einem Drehmomenteinleitorgan, das in Wirkbeziehung mit einem von dem Drehmomenteinleitorgan angetriebenen Übertragungszahnrad steht, welches seinerseits mit einem Drehmomentableitorgan steht, wobei ein Sperrorgan, wie eine Sperrklinke, mit einem separaten, am Drehmomenteinleitorgan festgelegten Parksperrenzahnrad zum Blockieren des Differentials bringbar ist.The invention relates to a differential for a motor vehicle, having a Drehmomenteinleitorgan, which is in engagement with a driven by the Drehmomenteinleitorgan transmission gear, which in turn with a Drehmomentableitorgan, wherein a locking member, such as a pawl, with a separate, fixed to the Drehmomenteinleorggan parking lock gear to block of the differential can be brought.

Differentiale, die auch als Differentialgetriebe oder Ausgleichsgetriebe bezeichnet werden, sind in Kraftfahrzeugen eingesetzte Bauteile, welche bspw. zwischen angetriebenen Rädern eingesetzt werden. Da die Räder einer Achse eines Kraftfahrzeuges beim Fahren in einer Kurve unterschiedlich lange Wege zurücklegen, soll die Differenz bei starr gekuppelten Rädern nicht zu groß werden. Bei starr gekuppelten Rädern überträgt das äußere Rad in Kurven im Allgemeinen eine kleinere Kraft als das innere Rad, was sich negativ als Bremskraft auswirken kann. Um dies zu vermeiden, werden häufig Differentiale in Kraftfahrzeugen, wie etwa Pkws, Lkws oder sonstigen landgebundenen Fahrzeugen mit mehreren Spuren eingesetzt.Differentials, which are also referred to as differential gear or differential gear, are components used in motor vehicles, which are used, for example. Between driven wheels. Since the wheels of an axle of a motor vehicle when driving in a curve cover different lengths of travel, the difference in rigidly coupled wheels should not be too large. In rigidly coupled wheels, the outer wheel generally transmits a smaller force in turns than the inner wheel, which may adversely affect braking force. To avoid this, differentials are often used in automobiles, such as cars, trucks, or other multi-lane land-based vehicles.

Häufig kommen Kegelraddifferentiale zur Anwendung, aber auch Stirnraddifferentiale und Differentiale mit Schraubrädern, Schnecken, Kurbeltrieben oder Kurvenscheiben, sowie deren Kombinationen.Frequently, bevel gear differentials are used, but also spur gear differentials and differentials with worm wheels, worm gears, crank gears or cams, as well as their combinations.

Solche Differentiale werden insbesondere auch in Kraftfahrzeugen mit Automatikgetrieben eingesetzt, wobei jedoch eine Wegrollsicherung in vielen Ländern gesetzlich vorgeschrieben ist. Bekannte Wegrollsicherungen sind z. B. unter der Bezeichnung Shift-Lock und Inter-Lock bekannt. Für Kraftfahrzeuge mit Schaltgetrieben sind Wegrollsicherungen zwar häufig nicht gesetzlich vorgeschrieben, es wird aber auch hier versucht, eine Missbrauchssicherheit in Kundenhand zu erhöhen.Such differentials are used in particular in motor vehicles with automatic transmissions, but a rolling bolt is required by law in many countries. Known rolling fuses are z. B. known as shift-lock and inter-lock. For motor vehicles with manual transmissions rolling-off devices are often not required by law, but it is also here trying to increase abuse in customer's hands.

Vermehrt finden jedoch Parksperren Eingang, die aus mechanischen Bauteilen bestehen, welche über einen Formschluss ein Blockieren des Differentials zur Wegrollsicherung des Kraftfahrzeuges realisieren.However, increasingly find parking brake input, which consist of mechanical components, which realize a positive locking of the differential for rolling away of the motor vehicle.

Solche Parksperren sind bspw. aus der DE 197 10 975 A1 bekannt. Dort ist eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug mit Schaltgetriebe offenbart, das ein abtriebsseitiges Bauteil eines Ausgleichsgetriebes mit einem vom Fahrersitz aus betätigbaren, am Fahrzeug beweglich abgestützten Sperrbauteil formschlüssig blockierbar beinhaltet. Eine Sperrklinke wird dabei in Eingriff mit einem Klinkenrad gebracht, welches auf einem Ausgleichsgehäuse befestigt ist. Das Ausgleichsgehäuse ist Teil eines Kegeldifferentials und hält entweder ein Tellerrad oder ein Stirnrad. Beim in Formschluss geraten der Sperrklinke mit dem Klinkenrad, wird eine Bewegung des Ausgleichsgehäuses unterbunden, was zu einem Blockieren zumindest eines Rades führt.Such parking barriers are, for example, from the DE 197 10 975 A1 known. There, a parking brake for a motor vehicle with a manual transmission is disclosed, which includes a driven-side component of a differential gear with an operable from the driver's seat, on the vehicle movably supported locking member positively lockable. A pawl is brought into engagement with a ratchet, which is mounted on a differential housing. The differential housing is part of a cone differential and holds either a ring gear or a spur gear. When advised in positive engagement of the pawl with the ratchet wheel, a movement of the differential housing is prevented, resulting in a blockage of at least one wheel.

Ähnliche Vorrichtungen zum Sperren eines Kraftfahrzeuggetriebes sind auch aus der EP 1 904 766 B1 bekannt. Auch dort wird an einem Differentialgehäuse ein Parkrad angebracht, das Zähne aufweist, über welche ein blockierender Formschluss erreichbar ist.Similar devices for locking a motor vehicle transmission are also from the EP 1 904 766 B1 known. There, too, a parking gear is mounted on a differential housing having teeth, via which a blocking positive engagement can be achieved.

Auch die DE 10 2009 036 986 A1 offenbart eine Parksperrenradverzahnung, wobei diese jedoch einmaterialig mit dem Differentialkorb ausgebildet ist.Also the DE 10 2009 036 986 A1 discloses a Parkperrenradverzahnung, but this is einmaterialig formed with the differential carrier.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Realisierungsformen haben jedoch den Nachteil, dass sie relativ teuer und schwer sind.However, the forms of implementation known from the prior art have the disadvantage that they are relatively expensive and heavy.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier eine Abhilfe zu bieten und wesentlich kostengünstigere und leichtere Differentiale zu ermöglichen.It is the object of the present invention to provide a remedy here and to allow much cheaper and lighter differentials.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Parksperrenzahnrad als ein spanlos gefertigtes Blechbauteil ausgebildet ist.This object is achieved in that the parking lock gear is formed as a chipless manufactured sheet metal component.

Solche Differentiale, die ein spanlos gefertigtes Blechbauteil als Parksperrenzahnrad verwenden, sind in Summe wesentlich leichter. Auch die Montage kann vereinfacht werden. Die Herstellkosten des Parksperrenzahnrades lassen sich ferner deutlich reduzieren, verglichen mit den bekannten Lösungen. Auch kann die Geschwindigkeit beim Herstellen eines solchen Differentials erhöht werden. All dies führt zu einer wesentlich effizienteren Differentialausgestaltung.Such differentials, which use a chipless manufactured sheet metal part as a parking lock gear, are in total much easier. The assembly can be simplified. The manufacturing costs of the parking lock gear can also be significantly reduced compared to the known solutions. Also, the speed of producing such a differential can be increased. All this leads to a much more efficient differential design.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn das Drehmomenteinleitorgan als Kegeldifferentialkorb eines Kegelraddifferentials ausgebildet ist oder das Drehmomenteinleitorgan als ein Bauteil eines Stirnraddifferentials ausgebildet ist. Auf diese Weise kann auf erprobte Geometrien zurückgegriffen werden. Die Variante einer Kegeldifferentialkorbausbildung führt dann zusätzlich noch zu einer besonders kompakten Bauart, wobei das Stirnraddifferential Vorteile bzgl. der Herstellkosten hat.Thus, it is advantageous if the Drehmomenteinleitorgan is designed as a cone differential cage of a bevel gear or the Drehmomenteinleitorgan is formed as a component of a spur gear. In this way, proven geometries can be used. The variant of a cone differential cage training then additionally leads to a particularly compact design, the spur gear has advantages with respect to the manufacturing costs.

Wenn das Blechbauteil als ein Tiefzieh-, Rollier-, Walz-, Präge-, Wickel- und/oder Kaltumformbauteil ausgebildet ist, so kann auf besonders kostengünstige und zeiteffiziente Verfahren zurückgegriffen werden. Auf Schmiedevorgänge kann verzichtet werden. Dadurch wird eine Kostenoptimierung erreicht. If the sheet metal component is designed as a thermoforming, rolling, rolling, embossing, winding and / or cold forming component, it is possible to resort to particularly cost-effective and time-efficient methods. Forging operations can be omitted. As a result, a cost optimization is achieved.

Die Stabilität lässt sich optimieren, wenn das Blechbauteil eine Eisenlegierung beinhaltet und/oder das Drehmomenteinleitorgan aus Leichtmetallguss gefertigt ist. Die Leichtmetallgussvariante führt wiederum zu einem leichteren Differential, was sich vorteilhaft beim Verbrauch der Verbrennungskraftmaschine auswirkt, wenn die Verbrennungskraftmaschine und das Differential gemeinsam in einem Kraftfahrzeug verbaut sind.The stability can be optimized if the sheet metal component includes an iron alloy and / or the Drehmomenteinleitorgan is made of light metal casting. The Leichtmetallgussvariante in turn leads to a lighter differential, which has an advantageous effect on consumption of the internal combustion engine, when the internal combustion engine and the differential are installed together in a motor vehicle.

Damit ein Blockieren des Differentials erreicht werden kann ist es von Vorteil, wenn das Blechbauteil über eine radiale Sicherung verfügt. Damit sich das Blechbauteil nicht in Axialrichtung vom Montageplatz entfernen kann, ist es ferner von Vorteil, wenn eine axiale Sicherung am Drehmomenteinleitorgan vorhanden ist. So kann einerseits eine Relativdrehung und andererseits eine axiale Translationsbewegung ausgeschlossen werden. Für die axiale Sicherung hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Parksperrenzahnrad radial abstehende Borde aufweist, von denen ein Bord mit der axialen Sicherung in Kontakt steht.In order to achieve a blocking of the differential, it is advantageous if the sheet metal component has a radial fuse. Thus, the sheet metal component can not remove in the axial direction of the assembly space, it is also advantageous if an axial securing the Drehmomenteinleitorgan is present. Thus, on the one hand a relative rotation and on the other hand an axial translation movement can be excluded. For the axial securing, it has also proven to be advantageous if the parking lock gear has radially projecting ribs, of which a board is in contact with the axial securing.

Wenn die radiale Sicherung als in Vertiefungen des Drehmomenteinleitorgans formschlüssig eingreifende Vorsprünge, die etwa nach Art von Drehvorsprüngen ausgebildet sind, ausgeformt ist, so lässt sich eine besonders effiziente radiale Sicherung gewährleisten. Es ist auch von Vorteil, wenn die axiale Sicherung als ein in eine Radialnut des Drehmomenteinleitorgans eingreifender Sicherungsring ausgebildet ist.If the radial securing is formed as projections which engage in form-fitting manner in recesses of the torque introduction means and which are formed approximately in the manner of rotary projections, a particularly efficient radial securing can be ensured. It is also advantageous if the axial securing is designed as a retaining ring engaging in a radial groove of the torque introduction member.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge eine größere Tiefe als einzelne Vorsprünge benachbarter Zahngrund aufweisen.A further advantageous embodiment is characterized in that the projections have a greater depth than individual projections of adjacent tooth base.

Die Kraftverteilung ist ferner besonders vorteilhaft, wenn zumindest vier Vorsprünge punktsymmetrisch zur Symmetrieachse des Blechbauteils vorhanden sind, von denen je zwei den gleichen Winkelabstand voneinander haben. Beispielsweise können zwei Vorsprünge zwischen 45 und 60° voneinander entfernt sein, wobei die beiden anderen Vorsprünge von ihnen zumindest 90 bis 120° entfernt sind.The force distribution is also particularly advantageous if at least four projections are point-symmetrical to the axis of symmetry of the sheet metal component, of which two each have the same angular distance from each other. For example, two protrusions may be between 45 and 60 degrees apart with the other two protrusions at least 90 to 120 degrees away from them.

Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, der dadurch optimiert ist, dass ein Differential der vorstehend beschriebenen Erfindung eingebaut ist.The invention also relates to a drive train of a motor vehicle which is optimized in that a differential of the invention described above is incorporated.

Die Erfindung wird nachfolgend auch mithilfe einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt.The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing. In the drawing, a first embodiment is shown.

Es zeigen:Show it:

1 eine Ansicht von vorne auf ein erfindungsgemäßes Differential und 1 a front view of an inventive differential and

2 eine Darstellung eines Schnitts entlang der Linie II aus 1. 2 a representation of a section along the line II 1 ,

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Differential 1 dargestellt. Das Differential wird in Kraftfahrzeugen eingesetzt und weist ein Drehmomenteinleitorgan 2 auf. Das Drehmomenteinleitorgan 2 ist als Kegeldifferentialkorb 3 ausgebildet. Das Drehmomenteinleitorgan 2 steht in Wirkbeziehung mit einem nicht dargestellten Übertragungszahnrad. Allerdings ist auf dem Kegeldifferentialkorb 3 ein Parksperrenzahnrad 4 befestigt. Das Parksperrenzahnrad 4 ist ein tiefgezogenes Blechbauteil 5.In 1 is an inventive differential 1 shown. The differential is used in motor vehicles and has a Drehmomenteinleitorgan 2 on. The torque introductory gearing 2 is as a cone differential cage 3 educated. The torque introductory gearing 2 is operatively associated with a transfer gear (not shown). However, on the cone differential cage 3 a parking lock gear 4 attached. The parking lock gear 4 is a deep-drawn sheet metal component 5 ,

Das Blechbauteil 5 weist Zähne 6 auf, die einen Zahnkopf 7 und einen Zahngrund 8 aufweisen. Einige Zahngründe 8 sind so weit radial zum Zentrum des Blechbauteils 5 hin verschoben, dass sie Vorsprünge 9 bilden. Diese Vorsprünge 9 sind Teil einer radialen Sicherung. Die Vorsprünge 9 greifen in gegengleiche Vertiefungen 10 des Kegeldifferentialkorbs 3 ein. Eine axiale Sicherung wird über einen Sicherungsring 11 realisiert, der in einer Nut 12 des Kegeldifferentialkorbs 3 eingesetzt ist. Das tiefgezogene Blechbauteil 5 weist an beiden axialen Enden radial nach innen gerichtete Borde 13 auf, wobei ein Bord 13 an den Sicherungsring 11 anstößt. Das Blechbauteil 5 ist als tiefgezogenes Blechband ausgeführt, was an seinen Enden verschweißt ist.The sheet metal component 5 has teeth 6 on, the one tooth head 7 and a tooth base 8th exhibit. Some tooth reasons 8th are so far radially to the center of the sheet metal component 5 postponed that she protrusions 9 form. These projections 9 are part of a radial fuse. The projections 9 take advantage of similar depressions 10 of the cone differential cage 3 one. An axial securing is done via a locking ring 11 realized in a groove 12 of the cone differential cage 3 is used. The deep-drawn sheet metal component 5 has radially inwardly directed ribs at both axial ends 13 on, being a board 13 to the circlip 11 abuts. The sheet metal component 5 is designed as a deep-drawn sheet metal strip, which is welded at its ends.

Das Zentrum des Blechbauteils 5 ist mit dem Bezugszeichen 14 versehen.The center of the sheet metal component 5 is with the reference numeral 14 Mistake.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Differentialdifferential
22
DrehmomenteinleitorganDrehmomenteinleitorgan
33
KegeldifferentialkorbCone differential carrier
44
ParksperrenzahnradParking lock gear
55
Blechbauteilsheet metal component
66
Zahntooth
77
Zahnkopfaddendum
88th
Zahngrundtooth root
99
Vorsprunghead Start
1010
Vertiefungdeepening
11 11
Sicherungsringcirclip
1212
Nutgroove
1313
Bordshelf
1414
Zentrumcenter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 1904766 B1 [0007] EP 1904766 B1 [0007]
  • DE 102009036986 A1 [0008] DE 102009036986 A1 [0008]

Claims (10)

Differential (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Drehmomenteinleitorgan (2), das in Wirkbeziehung mit einem von dem Drehmomenteinleitorgan (2) angetriebenen Übertragungszahnrad steht, welches seinerseits mit einem Drehmomentableitorgan steht, wobei ein Sperrorgan, wie eine Sperrklinke, mit einem separaten am Drehmomenteinleitorgan (2) festgelegten Parksperrenzahnrad (4) zum Blockieren des Differentials (1) bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenzahnrad (4) als ein spanlos gefertigtes Blechbauteil (5) ausgebildet ist.Differential ( 1 ) for a motor vehicle, with a Drehmomenteinleitorgan ( 2 ) operatively associated with one of the torque input means ( 2 ), which in turn is provided with a Drehmomentableitorgan, wherein a locking member, such as a pawl, with a separate on Drehmomenteinleitorgan ( 2 ) parking lock gear ( 4 ) for blocking the differential ( 1 ), characterized in that the parking lock gear ( 4 ) as a chipless manufactured sheet metal component ( 5 ) is trained. Differential (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomenteinleitorgan (2) als Kegeldifferentialkorb eines Kegeldifferentials ausgebildet ist oder das Drehmomenteinleitorgan (2) als ein Bauteil eines Stirnraddifferentials ausgebildet ist.Differential ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the Drehmomenteinleitorgan ( 2 ) is formed as a cone differential cage of a conical differential or the Drehmomenteinleitorgan ( 2 ) is formed as a component of a spur gear differential. Differential (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechbauteil (5) als ein Tiefzieh-, Rollier-, Walz-, Präge-, Wickel- und/oder Kaltumformbauteil ausgebildet ist.Differential ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the sheet metal component ( 5 ) is formed as a deep drawing, rolling, rolling, embossing, winding and / or cold forming component. Differential (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechbauteil (5) eine Eisenlegierung beinhaltet und/oder das Drehmomenteinleitorgan (2) aus Leichtmetallguss gefertigt ist.Differential ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sheet metal component ( 5 ) includes an iron alloy and / or the torque inserter ( 2 ) is made of light metal casting. Differential (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechbauteil (5) über eine radiale Sicherung und eine axiale Sicherung am Drehmomenteinleitorgan (2) gegen Relativdrehung und axiale Translationsbewegung gesichert ist.Differential ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sheet metal component ( 5 ) via a radial securing device and an axial securing device on the torque introduction element ( 2 ) is secured against relative rotation and axial translational movement. Differential (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Sicherung als in Vertiefungen (10) des Drehmomenteinleitorgans (2) formschlüssig eingreifende Vorsprünge (9), die etwa nach Art von Prägevorsprüngen ausgebildet sind, ausgeformt ist.Differential ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the radial securing than in depressions ( 10 ) of the torque introduction gate ( 2 ) positively engaging projections ( 9 ), which are formed approximately in the manner of embossing projections, is formed. Differential (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Sicherung als ein mit einer radialen Nut (12) des Drehmomenteinleitorgans (2) eingreifender Sicherungsring (11) ausgebildet ist.Differential ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the axial securing means as one with a radial groove ( 12 ) of the torque introduction gate ( 2 ) engaging retaining ring ( 11 ) is trained. Differential (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (9) eine größere Tiefe als ein zu den Vorsprüngen (9) benachbarter Zahngrund (8) aufweisen.Differential ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the projections ( 9 ) a greater depth than one to the projections ( 9 ) adjacent tooth base ( 8th ) exhibit. Differential (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vier Vorsprünge (9) punktsymmetrisch zur Symmetrieachse des Blechbauteils (5) vorhanden sind, von denen je zwei den gleichen Winkelabstand voneinander haben.Differential ( 1 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that at least four projections ( 9 ) point-symmetrical to the axis of symmetry of the sheet metal component ( 5 ) are present, of which two each have the same angular distance from each other. Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Differential (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.Drive train of a motor vehicle with a differential ( 1 ) according to one of claims 1 to 9.
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